ハーバード大学の人工心臓弁は、人体の成長に合わせて成長するように設計されています

May 26, 2023

研究者らは、最終的には成長期の子供たちに使用される可能性がある有望な人工心臓弁を開発した。 ハーバード大学のワス研究所とジョン A. ポールソン工学応用科学大学院 (SEAS) は、FibraValve と呼ばれるものを開発しました。 このインプラントは、弁の繊細なフラップを顕微鏡レベルで形成できる紡糸繊維法を使用して数分で製造でき、患者の生細胞が定着し、成熟するにつれて成長する準備ができています。

FibraValve は、同じ原理の多くを採用したチームの 2017 年の人工心臓弁である JetValve の後継製品です。 更新されたバージョンでは、「集中ロータリー ジェット スピニング」を使用しており、集中した空気の流れを追加して、回転マンドレル上で合成繊維をより迅速かつ正確に収集します。これにより、バルブの形状の微調整が容易になります。 その結果、ポリマーのマイクロファイバーおよびナノファイバーは、有機心臓弁の組織構造をより正確に複製することができます。 製造プロセスには 10 分もかかりません。 代替方法を使用するには数時間かかる場合があります。

この技術では、PLCL（ポリカプロラクトンとポリ乳酸の組み合わせ）と呼ばれる「新しいカスタムポリマー素材」も使用されており、これは患者の体内で約6か月間持続することができます。これは、患者の細胞が構造に浸潤し、引き継ぐ。 これまでのところ、羊でしか試験に成功していないが、長期的なビジョンとしては、得られた有機組織が人間の子供の成長に合わせて発達し、体の成長に合わせて危険な置換手術の必要性がなくなる可能性がある。 「私たちの目標は、患者の本来の細胞がこの装置を青写真として使用して、自分自身の生きた弁組織を再生することです」と、ハーバード大学のプレスリリースで責任著者のケビン・「キット」・パーカー氏は述べた。

研究者らが生きた羊を使ってテストしたところ、フィブラバルブは「すぐに機能し始め、心拍ごとに弁尖が開いたり閉じたりして血液が流れるようになった」という。 さらに、最初の 1 時間以内に、赤血球、白血球、およびフィブリンタンパク質が弁の足場に集まっていることが観察されました。 科学者らは、合成弁には損傷やその他の問題の兆候は見られなかったと述べている。 「心臓弁置換へのこのアプローチは、患者とともに再生し成長し、子どもたちの生活をより良くするカスタマイズされた医療インプラントへの扉を開く可能性がある」と共著者のマイケル・ピーターズ氏は同じプレスリリースで述べた。

この研究はまだ予備段階であり、研究チームはさらなる評価のために数週間から数か月にわたる長期の動物実験を実施する予定である。 しかし、彼らは、その画期的な進歩により、最終的にはさまざまな弁、心臓パッチ、血管の作成など、他の用途が見つかる可能性があると考えています。 Matter で論文全文を読むことができます。